(57)【要約】【課題】製造工程を簡素化し、コストを節約できる微小電気機械のモジュールパッケージングを提供する。【解決手段】基板２０と、シリコンチップ３０と、複数の導線４０と、パッケージング層５０とを含む。シリコンチップ３０は、基板２０に設けられ、動作エリア３２と非動作エリア３４を有する。非動作エリア３４は、動作エリア３２の周囲に設けられる。導線４０は、シリコンチップ３０と基板２０を接続するために用いられる。パッケージング層５０は、非動作エリア３４と基板２０との間に設けられ、非動作エリア３４、導線４０および基板２０の局部を被覆する。これにより、微小電気機械のモジュールパッケージング１０は、モールディング工程を運用し、非動作エリア３４を密閉し、製造工程の簡素化とコスト節減という特色を有する。【選択図】図４
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に設けられ、動作エリアと非動作エリアを有し、前記非動作エリアは前記動作エリアの周囲に位置するシリコンチップと、
前記基板と前記シリコンチップとを接続する複数の導線と、
前記基板と前記シリコンチップの非動作エリアとの間に設けられ、前記非動作エリア、前記導線および前記基板の局部を被覆するパッケージング層と、
を備えることを特徴とする微小電気機械のモジュールパッケージング。
【請求項２】
伝導層をさらに備え、
前記伝導層は、前記基板と前記シリコンチップとの間に設けられ、前記基板と前記シリコンチップを接続するために用いられることを特徴とする請求項１記載の微小電気機械のモジュールパッケージング。
【請求項３】
前記伝導層は、前記基板と前記シリコンチップとの間に設けられ、前記基板と前記シリコンチップを電気的に接続するために用いられる複数のＩＴＯガラスを有することを特徴とする請求項２記載の微小電気機械のモジュールパッケージング。
【請求項４】
前記伝導層は、前記基板と前記シリコンチップとの間に設けられ、前記基板と前記シリコンチップを電気的に接続するために用いられる複数のハンダパッドを有することを特徴とする請求項２記載の微小電気機械のモジュールパッケージング。
【請求項５】
前記動作エリアは、薄膜としてなり、前記シリコンチップの中央に位置することを特徴とする請求項１記載の微小電気機械のモジュールパッケージング。
【請求項６】
前記パッケージング層に設けられ、前記動作エリアを覆い隠す保護膜を備えることを特徴とする請求項１記載の微小電気機械のモジュールパッケージング。
【請求項７】
前記基板は、エポキシ化合物、有機基板、グラスファイバーボード、ポリフェニレンエーテルまたはセラミック材質の中より選択される材料から形成されていることを特徴とする請求項１記載の微小電気機械のモジュールパッケージング。
【請求項８】
前記基板は、重層構造としてなることを特徴とする請求項１記載の微小電気機械のモジュールパッケージング。
【請求項９】
動作エリアと非動作エリアを有し、前記非動作エリアは前記動作エリアの周囲に位置するシリコンチップと、
前記シリコンチップの周囲に設けられている複数の導線ホルダと、
基板と前記シリコンチップと前記導線ホルダを接続するために用いられる複数の導線と、
前記シリコンチップの非動作エリアと前記導線ホルダとの間に設けられ、前記非動作エリア、前記導線および前記導線ホルダの局部を被覆するために用いられるパッケージング層と、
を備えることを特徴とする微小電気機械のモジュールパッケージング。
【請求項１０】
伝導層をさらに備え、
前記伝導層は、前記シリコンチップの底部側に設けられ、その他部品と電気的に接続することを特徴とする請求項９記載の微小電気機械のモジュールパッケージング。
【請求項１１】
前記伝導層は、前記シリコンチップとその他部品を電気的に接続するために用いられる複数のＩＴＯガラスを有することを特徴とする請求項１０記載の微小電気機械のモジュールパッケージング。
【請求項１２】
前記伝導層は、前記シリコンチップとその他部品を電気的に接続するために用いられる複数のハンダパッドを有することを特徴とする請求項１０記載の微小電気機械のモジュールパッケージング。
【請求項１３】
前記動作エリアは、薄膜としてなり、前記シリコンチップの中央に位置することを特徴とする請求項９記載の微小電気機械のモジュールパッケージング。
【請求項１４】
前記パッケージング層に設けられ、前記動作エリアを覆い隠す保護膜を備えることを特徴とする請求項９記載の微小電気機械のモジュールパッケージング。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、微小電気機械のモジュールに関し、特に、微小電気機械のモジュールを製作するために用いられるパッケージングに関する。
【背景技術】
【０００２】
微小電気機械システム（Micro-Electro-Mechanical Systems：ＭＥＭＳ）は、光学、機械、電子、材料、物理、生物医学、化学等の様々な技術分野の整合型微小化システムの製造技術として広範に応用されている。市場の要求に伴い、電子製品は精巧化および多機能化が求められているが、微小電気機械のモジュールは微小化による製品の性能、品質、信頼度および付加価値の向上という特色を有する。微小電気機械のモジュールの性能を高めるため、微小電気機械のモジュールは、パッケージング時において必ずマシンサポート、湿度または腐食性物質等の環境要素、電気的接続および耐熱度の問題について考慮しなければならない。
【０００３】
従来の微小電気機械のモジュールパッケージングは、キャップパッケージング（cap package）によりパッケージングを行っている。図１は、微小電気機械のモジュールがキャップパッケージング方式によりパッケージングされているところを示す模式図である。その主な構造は、基板１上にキャップ（cap）２を設け、該キャップ２を通じて前記シリコンチップ３を覆い隠すというもので、これより上述の目標を達成する。しかしながら、キャップパッケージングの使用は、製造工程ステップを増加し、生産コストを高めるものとなっている。また、シリコンチップを剥き出し状態で使用する必要がある微小電気機械のモジュールに対して、このタイプのパッケージングは作業効率に影響を及ぼすものであり、使用に適していない。
ゆえに、従来の微小電気機械のモジュールパッケージングは、上述した欠点を有しており、その改善が待たれている。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
本考案の主な目的は、製造工程を簡素化し、コストの節約という特色を備えた微小電気機械のモジュールパッケージングを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するため、本考案が提供する微小電気機械のモジュールパッケージングは、基板と、シリコンチップと、複数の導線と、パッケージング層とを含む。前記シリコンチップは、前記基板に設けられ、動作エリアと非動作エリアを有する。前記非動作エリアは、前記動作エリアの周囲に設けられる。前記導線は、前記シリコンチップと前記基板を接続するために用いられる。前記パッケージング層は、前記非動作エリアと前記基板との間に設けられ、前記非動作エリア、前記導線および前記基板の局部を被覆する。
【０００６】
これより、本考案の微小電気機械のモジュールパッケージングは、モールディング（molding）工程を運用し、従来のキャップパッケージングに取って代わり、非動作エリアを密閉し、製造工程の簡素化とコスト節減という特色を有する。このほか、本考案は、剥き出しになった微小電気機械のモジュールに適用することが可能で、従来品との比較においてより優れた適用性を有する。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００７】
本考案の構造、特徴および効果を詳細に説明するため、以下により好ましい実施の形態を挙げ、図面と合わせて説明する。
図２は、本考案の第一実施例による微小電気機械のモジュールパッケージングの加工を示す模式図である。
図３は、本考案の第一実施例による微小電気機械のモジュールパッケージングの加工を示す模式図である。
【０００８】
図４は、本考案の第一実施例による微小電気機械のモジュールパッケージングの加工を示す模式図である。
図５は、本考案の第二実施例による微小電気機械のモジュールパッケージングの構造を示す模式図である。
図６は、本考案の第三実施例による微小電気機械のモジュールパッケージングの加工を示す模式図である。
【０００９】
図７は、本考案の第三実施例による微小電気機械のモジュールパッケージングの加工を示す模式図である。
図８は、本考案の第三実施例による微小電気機械のモジュールパッケージングの加工を示す模式図である。
図９は、本考案の第三実施例による微小電気機械のモジュールパッケージングの加工を示す模式図である。
【００１０】
先ず図２から図４を参照する。本考案の第一実施例による微小電気機械のモジュールパッケージング１０は、主に、基板２０と、シリコンチップ３０と、複数の導線４０と、パッケージング層５０とを含む。
前記基板２０は、エポキシ化合物（Epoxy）、有機基板（organic fiber glass substrates）、グラスファイバーボード（glass fiber board）、ポリフェニレンエーテル（Polyphenylene Ether：ＰＰＥ）またはセラミック（Ceramic）材質の中より選択して製造される。本実施例においては、セラミック材質を例として挙げる。
【００１１】
前記シリコンチップ３０は、前記基板２０に設けられ、動作エリア３２と非動作エリア３４を有する。前記動作エリア３２は、薄膜としてなり、前記シリコンチップ３０の中央に位置する。前記非動作エリア３４は、厚さが前記動作エリア３２より大きく、前記動作エリア３２を取り巻くように該動作エリア３２を包囲する。
前記導線４０は、前記基板２０と前記シリコンチップの非動作エリア３４の頂部側を接続する。
【００１２】
前記パッケージング層５０は、前記基板２０と前記シリコンチップ３０の非動作エリア３４との間の接続箇所に設けられ、前記基板２０の局部、前記非動作エリア３４および前記導線４０を被覆するために用いられる。
図２から図４は、本考案の第一実施例による微小電気機械のモジュールパッケージング１０のパッケージングプロセスであり、各ステップの説明は以下の通りである。
【００１３】
一．前記シリコンチップ３０の非動作エリア３４を前記基板２０の頂部側に固定設置する（図２に示す）。
二．ワイヤーボンディング法により前記基板２０と前記シリコンチップ３０の非動作エリア３４の頂部側を前記導線４０で接続する（図３に示す）。
三．モールディング工程により前記シリコンチップ３０の非動作エリア３４を密閉し、前記基板２０の局部、前記非動作エリア３４および前記導線４０を被覆し、前記動作エリア３２が現れるようにする（図４に示す）。
【００１４】
上述の構造を経て、本実施例の微小電気機械のモジュールパッケージング１０は、モールディング工程を運用し、非動作エリア３４を密閉する。構造について言えば、本実施例は、測量を行うために前記動作エリア３２を剥き出しにする環境において適用され、従来品と比較してより優れた適用性を有する。さらに、本実施例は、加工手順を簡素化し、作業時間を低減することが可能であり、製造工程の簡素化およびコストの節減という特色も備える。
【００１５】
図５を参照すると、本考案の第二実施例による微小電気機械のモジュールパッケージング１２は、第一実施例とほぼ同一であり、基板２０と、シリコンチップ３０と、複数の導線４０と、パッケージング層５０とを同様に含むが、異なるのは前記微小電気機械のモジュールパッケージング１２が保護膜６０を含んでいる点である。該保護膜６０は、前記パッケージング層５０の頂部側に設けられ、前記シリコンチップ３０の動作エリア３２を覆い隠し、前記シリコンチップ３０の動作エリア３２を保護するために用いられる。
【００１６】
図６から図９を参照すると、本考案の第三実施例による微小電気機械のモジュールパッケージング７０は、主に、シリコンチップ８０と、複数の導線ホルダ９０と、伝導層１００と、複数の導線１１０と、パッケージング層１２０と、保護膜１３０とを含む。
前記シリコンチップ８０は、動作エリア８２と非動作エリア８４を有する。
前記動作エリア８２は、薄膜としてなり、前記シリコンチップ８０の中央に位置し、前記非動作エリア８４は厚さが前記動作エリア８２よりも大きく、前記動作エリア８２を取り囲んでいる。
【００１７】
前記導線ホルダ９０は、前記シリコンチップ８０の周囲に敷設されている。
前記伝導層１００は、前記シリコンチップ９０の底部側に設けられ、複数のＩＴＯガラス（Indium Tin Oxide Conductive Glass：ＩＴＯ Conductive Glass  酸化インジウムスズ薄膜をコーティングしたガラス基板）と複数のハンダパッド１０４を有する。各ＩＴＯガラス１０２は前記伝導層１００の最上段に位置し、それぞれ前記シリコンチップ８０の非動作エリア８４の底部側で電気的に接続する。前記ハンダパッド１０４は、前記伝導層１００の最下段に位置し、相対する各ＩＴＯガラス１０２と電気的に接続する。前記伝導層１００は、前記シリコンチップ８０とその他部品（図示せず）とを電気的に接続させる。
【００１８】
前記導線１１０は、前記シリコンチップ８０の非動作エリア８４の頂部側と相対する各導線ホルダ９０を電気的に接続する。
前記パッケージング層１２０は、前記シリコンチップ８０と前記導線ホルダ９０との間に設けられ、前記シリコンチップ８０の非動作エリア８４、前記導線ホルダ９０の局部、前記導線１１０および前記パッケージング層１２０の局部を被覆するために用いられる。
【００１９】
前記保護膜１３０は、前記パッケージング層１２０の頂部側に設けられ、前記シリコンチップ８０の動作エリア８２を覆い隠し、前記シリコンチップ８０の動作エリア８２を保護するために用いられる。
図６から図９を参照し、本考案の第三実施例による微小電気機械のモジュールパッケージング７０のパッケージングプロセスを以下に説明する。
【００２０】
一．先ず前記シリコンチップ８０の底部側に予め前記伝導層１００を設置し、前記シリコンチップ８０と前記導線ホルダ９０を予め定めた位置に配置する（図６に示す）。
二．ワイヤーボンディング法により前記シリコンチップ８０の非動作エリア８４の頂部側と相対する前記各導線ホルダ９０を前記導線１１０で接続する（図３に示す）。
三．モールディング工程により前記シリコンチップ８０の非動作エリア８４を密閉し、前記導線ホルダ９０の局部と前記導線１１０を被覆し、前記動作エリア３２が現れるようにする（図８に示す）。
【００２１】
四．前記保護膜１３０を前記パッケージング層１２０の頂部側に設け、前記シリコンチップ８０の動作エリア８２を覆い隠す（図９に示す）。
上述の構造を経て、本実施例の微小電気機械のモジュールパッケージング７０は、主に、微小電気機械モジュールが前記導線ホルダ９０を通じて外界と電気的に接続するという実施方法を提示するものであり、第一実施例における前記基板２０による外界との電気的接続方法とは異なるが、前述の実施例が達成し得た効果を同様に達成することができる。
【００２２】
これより、上記で提供した実施例を経て、本考案の微小電気機械のモジュールパッケージングは、モールディング工程を運用し、従来のキャップパッケージングに取って代わり、非動作エリアを密閉し、製造工程の簡素化とコストの節減という特色を備える。このほか、本考案は、剥き出しになった微小電気機械のモジュールに適用することが可能であり、従来品と較べてより優れた適用性を有する。
上に述べたのは、本考案が前掲の実施の形態において明らかにした構成部品で例を挙げ、説明するためだけのものであり、本考案の範囲を限定するものではない。その他同等の効果を有する部品の代用または変化を施したものは本実用新案登録請求の範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来のパッケージングの構造を示す模式図である。
【図２】本考案の第一実施例による微小電気機械のモジュールパッケージングの加工を示す模式図である。
【図３】本考案の第一実施例による微小電気機械のモジュールパッケージングの加工を示す模式図である。
【図４】本考案の第一実施例による微小電気機械のモジュールパッケージングの加工を示す模式図である。
【図５】本考案の第二実施例による微小電気機械のモジュールパッケージングの構造を示す模式図である。
【図６】本考案の第三実施例による微小電気機械のモジュールパッケージングの加工を示す模式図である。
【図７】本考案の第三実施例による微小電気機械のモジュールパッケージングの加工を示す模式図である。
【図８】本考案の第三実施例による微小電気機械のモジュールパッケージングの加工を示す模式図である。
【図９】本考案の第三実施例による微小電気機械のモジュールパッケージングの加工を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０：微小電気機械のモジュールパッケージング構造、１２：微小電気機械のモジュールパッケージング構造、２０：基板、３０：シリコンチップ、３２：動作エリア、３４：非動作エリア、４０：導線、５０：パッケージング層、６０：保護膜、７０：微小電気機械のモジュールパッケージング構造、８０：シリコンチップ、８２：動作エリア、８４：非動作エリア、９０：導線ホルダ、１００：伝導層、１０２：ＩＴＯガラス、１０４：ハンダパッド、１１０：導線、１２０：パッケージング層、１３０：保護膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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